一、前言

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)理念、技術和方法在農(nóng)業(yè)領域的實踐 [1]。進入大數(shù)據(jù)和信息化時代后，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)及智能分析技術已經(jīng)發(fā)展成為農(nóng)業(yè)從業(yè)者發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價值、提高生產(chǎn)能力的新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，也是國家重要的新型戰(zhàn)略資源 [2]。通過不斷轉變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、經(jīng)營模式和管理服務手段，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)可為農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟結構轉型與發(fā)展提供新動力 [3]。農(nóng)業(yè)信息化基礎設施指為農(nóng)業(yè)農(nóng)村提供信息化公共服務的信息基本硬件、應用終端與基礎裝備，主要包括農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)獲取設施、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)存儲與算力、農(nóng)業(yè)農(nóng)村網(wǎng)絡通信、農(nóng)業(yè)信息應用終端、農(nóng)業(yè)信息化融合基礎設施等。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要基礎、建設智慧農(nóng)業(yè)的根本前提，起著類似橋梁和基石的重要作用。

從全球范圍看，“新基建”正推動新一輪信息革命，眾多國家紛紛將發(fā)展大數(shù)據(jù)、第五代移動通信（5G）等新一代信息技術和基礎設施作為戰(zhàn)略部署的優(yōu)先行動方向；如外國推出了“大數(shù)據(jù)研究和發(fā)展計劃”“國家寬帶計劃”“連接外國基金”等戰(zhàn)略計劃，英國推出了“農(nóng)業(yè)技術戰(zhàn)略”，德國發(fā)布了“工業(yè) 4.0”“數(shù)字議程（2014—2017）”“數(shù)字戰(zhàn)略 2025”等，日本推出了“未來投資戰(zhàn)略”[4~7]。近年來，我國高度重視并積極推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施建設工作，先后發(fā)布了《“寬帶我國” 戰(zhàn)略及實施方案》《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》《農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)試點方案》《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025 年》等。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和 2035 年遠景目標綱要》提出，加快構建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系，建設若干國家樞紐節(jié)點和大數(shù)據(jù)中心集群，加快發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)。系列文件和重大決策部署的實施，必將進一步推動我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施的發(fā)展。在學術研究方面，國內(nèi)研究人員在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)關鍵技術 [8]、平臺架構 [9]、應用實踐 [10,11] 等方面開展了系列研究。整體來看，我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術與應用發(fā)展較快， “天空地”大數(shù)據(jù)獲取、大數(shù)據(jù)建模分析預測、數(shù)據(jù)驅動智慧決策等取得較大進展，大數(shù)據(jù)應用正向農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈全過程覆蓋。

二、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施建設的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）適農(nóng)信息監(jiān)測技術、傳輸技術、計算技術水平顯著提升，農(nóng)業(yè)信息化基礎設施不斷完善

隨著“寬帶鄉(xiāng)村”等戰(zhàn)略的深入實施，我國農(nóng)業(yè)信息化基礎設施在數(shù)據(jù)獲取能力、數(shù)據(jù)資源建設、數(shù)據(jù)算力、農(nóng)業(yè)農(nóng)村網(wǎng)絡通信、應用終端等方面的發(fā)展取得重要成就。

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測技術水平不斷提升。我國首顆農(nóng)業(yè)高分觀測衛(wèi)星已于 2018 年成功發(fā)射入軌并投入應用，打破了高分辨率對地觀測數(shù)據(jù)長期依賴國外供應商的局面。在地面物聯(lián)網(wǎng)傳感器方面，產(chǎn)生了一批低成本、實用化的農(nóng)業(yè)傳感器，品類覆蓋氣象、土壤、水體、植物生命信息、生理生化信息、動物行為識別等，在農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測和數(shù)據(jù)獲取中發(fā)揮了重要作用 [12]。“天空地”數(shù)字農(nóng)業(yè)技術逐步形成，綜合采用航天遙感、航空遙感、地面物聯(lián)網(wǎng)建立了一體化觀測系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的高精度、立體化、時空連續(xù)獲取 [13]。國家農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)采集體系建設不斷完善，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、智能設備、移動互聯(lián)網(wǎng)等信息化技術采集農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)采集效率和質(zhì)量。農(nóng)業(yè)基礎數(shù)據(jù)庫逐漸建立完善，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)基礎調(diào)查數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理。農(nóng)產(chǎn)品市場信息平臺形成了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資源池，匯聚糧、棉、油、糖、畜禽產(chǎn)品、水產(chǎn)品、蔬菜、水果等 8 大類 15 個重點農(nóng)產(chǎn)品的全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)，每天新增數(shù)據(jù)超過 1×105 條，累計接入各類農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)約 2×109 條，成為我國農(nóng)產(chǎn)品市場信息數(shù)據(jù)的匯聚中心 [14]。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村網(wǎng)絡設施不斷完善。我國已初步建成泛在、安全、綠色的寬帶網(wǎng)絡環(huán)境，基本實現(xiàn)“城市光纖到樓入戶、農(nóng)村寬帶進鄉(xiāng)入村”，農(nóng)村和城市“同網(wǎng)同速”的時代正在到來。農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)普及率穩(wěn)步提升，截至 2021 年年底，我國農(nóng)村地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)普及率為 55.9%，城鎮(zhèn)地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)普及率為 79.8%，城鄉(xiāng)互聯(lián)網(wǎng)普及率的差距大幅收窄 [15]。全國行政村開通光纖、第四代移動通信（4G）的比例均超過 98%，實現(xiàn)了覆蓋水平全球領先的農(nóng)村網(wǎng)絡 [16]。農(nóng)村寬帶接入用戶快速增長，截止 2021 年年底，全國農(nóng)村寬帶用戶總數(shù)達 1.42×108 戶，同比增長 5.3%，相應用戶占互聯(lián)網(wǎng)接入用戶總量的 29.3% [17]。全國有線電視網(wǎng)絡整合和廣播電視 5G 建設一體化發(fā)展，基本實現(xiàn)農(nóng)村廣播電視戶戶通。

農(nóng)業(yè)計算能力不斷提高。經(jīng)過多年的持續(xù)積累，我國在人工智能（AI）領域取得重要進展，國際科技論文發(fā)表量和發(fā)明專利授權量已居世界前列，部分方向的核心關鍵技術實現(xiàn)重要突破。自適應自主學習、直覺感知、綜合推理、混合智能、群體智能等初步具備跨越發(fā)展的能力，智能監(jiān)控、生物特征識別逐步進入實際應用，新型高效算法推動 AI 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)日益活躍 [18]。隨著農(nóng)業(yè)與 AI 技術的深入融合，高性能算法和智能模型不斷創(chuàng)新研發(fā)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、市場等全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)智能決策中得到高效應用 [19]。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)計算更加注重從海量數(shù)據(jù)中尋找相關關系并進行預測分析，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理正從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、統(tǒng)計分析向智能分析預警模型系統(tǒng)演進。

農(nóng)業(yè)“新基建”拉開序幕。農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設加快推進，數(shù)字農(nóng)業(yè)新技術、新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，北斗、5G、物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)專用傳感器、智能裝備加速在農(nóng)村應用布局，推動智慧農(nóng)業(yè)加速發(fā)展。5G 發(fā)展進入全面深入落實階段 [20]，各地開始重視 5G 在農(nóng)業(yè)領域的融合創(chuàng)新與應用發(fā)展，涌現(xiàn)了基于 5G 的智慧農(nóng)業(yè)示范園建設運營模式創(chuàng)新實踐；如陜西省楊凌示范區(qū)積極推動 5G 信息化建設，依托 5G 技術建成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管控中心、基于物聯(lián)網(wǎng)下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運營管控體系；江蘇省南京國家農(nóng)業(yè)高新技術產(chǎn)業(yè)示范區(qū)與我國移動通信集團有限公司江蘇分公司合作，計劃 3 年內(nèi)實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)“5G+4G”全覆蓋，為農(nóng)業(yè)技術創(chuàng)新注入數(shù)字新動能。5G賦能信息進村入戶，“5G+” 益農(nóng)云電商直播、“5G+”智慧養(yǎng)殖、“5G+”智慧種植、5G 智慧農(nóng)機等亮點內(nèi)容頻現(xiàn)。此外，鄉(xiāng)村傳統(tǒng)基礎設施數(shù)字化轉型加速，農(nóng)村電網(wǎng)、智慧水利、農(nóng)村物流、農(nóng)機裝備等加快數(shù)字化改造升級，全國水利一張圖、全國農(nóng)村公路基礎屬性和電子地圖數(shù)據(jù)庫建成，農(nóng)機裝備數(shù)字化步伐提速，北斗終端應用不斷擴展。

（二）農(nóng)業(yè)信息標準化、獲取、分析處理、管理等技術取得突破，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)建設成效顯著

我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)正處于長期持續(xù)增長的歷史階段，農(nóng)業(yè)資源（如大氣、土壤、水、生物質(zhì)等）、農(nóng)業(yè)環(huán)境（如氣象、水文、土壤水分、溫濕度等）、農(nóng)業(yè)作物（如作物長勢、產(chǎn)量、病蟲害等）、農(nóng)業(yè)過程（如育種、施肥、收割、運輸、銷售等）等諸多方面正在持續(xù)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)資源。

一是建立了完整的大數(shù)據(jù)標準化框架。標準化和規(guī)范化是大數(shù)據(jù)快速分析應用的基礎保證，也是農(nóng)業(yè)進入大數(shù)據(jù)時代的必然選擇 [21]。2014 年，全國信息技術標準化技術委員會成立了大數(shù)據(jù)標準工作組，負責制定、修改和完善大數(shù)據(jù)標準規(guī)范體系；提出該體系應該包括基礎標準、數(shù)據(jù)標準、技術標準、平臺 / 工具標準、管理標準、安全標準、行業(yè)應用標準等 7 個類別 [22]。我國農(nóng)業(yè)科學院在廣泛調(diào)研的基礎上，分析了當前我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)規(guī)范化和標準化的實際情況及需求，形成了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準化框架建議 [23]。據(jù)統(tǒng)計，農(nóng)村農(nóng)業(yè)部發(fā)布的相關標準和規(guī)范累計達到 6575 項，涉及農(nóng)業(yè)基礎、農(nóng)業(yè)機械、工藝技術、環(huán)境要求、產(chǎn)品標準、等級規(guī)格、食品安全、質(zhì)量檢測、疾病防控、標簽標志等類別，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)獲取、分析和應用過程提供了方法指導。

二是發(fā)展了有效的數(shù)據(jù)管理規(guī)范和多級農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心。自 1994 年金農(nóng)工程啟動建設以來，經(jīng)過多年發(fā)展和完善，我國已初步形成多級農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)體系。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部會同有關部門扎實推進農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展，圍繞農(nóng)業(yè)資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、市場運行等，先后建立了 23 套統(tǒng)計調(diào)查制度（合計報表 300 多張，指標 5×104 個）；建設形成以主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、價格、進出口、成本收益等為主題的 18 個數(shù)據(jù)集市，日更新量約為 3×105 條 [24]。目前農(nóng)業(yè)農(nóng)村部正在組織建設農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心和全國平臺。我國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺整合集成了國家、省、地（市）、縣四級種業(yè)管理數(shù)據(jù)，同步匯集了品種審定、登記、保護、推廣等行業(yè)數(shù)據(jù)。我國農(nóng)技推廣信息平臺集合了全國基層農(nóng)業(yè)技術員 2.4×105 名，平臺總請求量超過 3×109 條 [25]。貴州省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳組織建設了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理平臺，上線運行動物疫病監(jiān)測、土壤資源管理、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源、農(nóng)情調(diào)度、農(nóng)機購置等農(nóng)業(yè)信息服務系統(tǒng) 20 余個。渤海糧倉科技示范工程大數(shù)據(jù)平臺具有海量數(shù)據(jù)來源多樣性、多因子綜合分析決策等功能，有效指導項目區(qū)的糧食生產(chǎn)管理和決策過程，覆蓋 30 個縣、1.5×107 畝糧田（1 畝 ≈ 666.67 m2 ）[26]。我國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)信息研究所研建了我國農(nóng)產(chǎn)品市場監(jiān)測預警系統(tǒng)，涵蓋重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、流通、市場全產(chǎn)業(yè)鏈的大數(shù)據(jù)資源，支撐農(nóng)業(yè)市場監(jiān)測預警工作，逐年發(fā)布《我國農(nóng)業(yè)展望報告》[27]。

三是形成了系列農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術應用模式。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)、云計算、AI 等信息技術融合，改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式，促進智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。在農(nóng)業(yè)高效育種方面，應用大數(shù)據(jù)挖掘、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、深度學習等 AI 技術與現(xiàn)代生物技術的深度融合應用，發(fā)掘優(yōu)異基因，加快育種全鏈自主創(chuàng)新。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理方面，對生產(chǎn)過程中采集的環(huán)境因子、動植物生長等大量數(shù)據(jù)進行分析處理，實施科學精準控制，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，達到提高效率、增加收益的目標。在農(nóng)產(chǎn)品市場監(jiān)測方面，大數(shù)據(jù)支撐的農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈信息的采集、分析、發(fā)布、服務技術體系，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體提供了有效的市場信息服務，促進農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)銷精準對接。在鄉(xiāng)村管理服務方面，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與共享經(jīng)濟結合，通過“互聯(lián)網(wǎng) +”大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)資源的整合、交換，將農(nóng)村資源與鄉(xiāng)村旅游消費需求進行最大化、最優(yōu)化精準匹配，促進休閑農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村旅游的高質(zhì)量發(fā)展 [28]。此外，智能決策系統(tǒng)、信息推送服務、移動智能終端等數(shù)據(jù)服務軟硬件載體和相關大數(shù)據(jù)服務應用，在農(nóng)業(yè)領域逐漸深入推廣。

三、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施建設存在的主要問題

（一）農(nóng)村網(wǎng)絡基礎設施依然薄弱

我國信息化基礎設施雖然取得系列重要成就，但仍面臨著農(nóng)村網(wǎng)絡基礎設施建設滯后、城鄉(xiāng)數(shù)字化發(fā)展差距依然明顯、種養(yǎng)基地信息化基礎設施缺乏、傳統(tǒng)基礎設施與信息化融合不夠等問題。與城市相比，農(nóng)村地區(qū)光纖寬帶用戶的普及率和接入速度仍存在較大差距，農(nóng)村網(wǎng)民占比偏低。截至 2021 年年底，我國城鄉(xiāng)地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)普及率差異仍有 23.9 個百分點，城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝尚未消除。本研究發(fā)放的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，種養(yǎng)殖基地開通光纖寬帶的比例為 27.2%，使用農(nóng)戶信息化終端來監(jiān)測或控制農(nóng)作物種植生產(chǎn)的比例約為 13.6%，認為種植基地網(wǎng)速不能滿足農(nóng)業(yè)應用需求狀況的比例為 19.7%。農(nóng)戶通網(wǎng)比例不高、種養(yǎng)殖基地通光纖寬帶比例偏低、網(wǎng)絡信號不佳等問題制約了智慧農(nóng)業(yè)技術的推廣應用。

（二）農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)獲取、分析、應用與共享能力不足

數(shù)字資源分散，“天空地”一體化數(shù)據(jù)獲取能力不強、覆蓋率低。國產(chǎn)化傳感器技術與世界先進水平相比存在較大差距，其中數(shù)字化、智能化、微型化技術產(chǎn)品嚴重短缺。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析應用能力不足，數(shù)據(jù)要素價值發(fā)揮依然存在較大限制，很多農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺仍然停留在數(shù)據(jù)采集、粗加工、現(xiàn)象展示的層面；尤其在農(nóng)業(yè)農(nóng)村的“最后一千米”，直接與小農(nóng)戶對接的基層農(nóng)業(yè)服務企業(yè)通常不具備大數(shù)據(jù)平臺研發(fā)技術和大數(shù)據(jù)分析挖掘能力。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)共享壁壘依然較多，共享嚴重不足，數(shù)據(jù)較多被作為個人或部門財富保護起來，因數(shù)據(jù)獨占或壟斷導致開發(fā)利用水平仍較低。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)共享的法律保障機制不健全，涉農(nóng)部門大多遵循“于我有利、數(shù)字謹慎”的原則，拒絕重要農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的開放共享，導致已經(jīng)共享的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)價值要素低，難以滿足智慧農(nóng)業(yè)目標需求。

（三）關鍵核心技術的原始創(chuàng)新能力不足

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生命體感知、全息信息高通量獲取、 AI 芯片等核心技術原始創(chuàng)新不足。高端計算芯片和技術標準依然被國外壟斷，短期內(nèi)不易擺脫受制于人的局面；在芯片設計和制造、大型工業(yè)軟件、移動操作系統(tǒng)（OS）基礎軟件等方面存在“卡脖子” 現(xiàn)象，較多技術是買來的，“加工”“包裝”后的“穿馬甲”現(xiàn)象明顯。新型計算平臺、分布式計算架構、大數(shù)據(jù)處理、分析與呈現(xiàn)等與世界先進水平存在較大差距，前瞻性技術研發(fā)處于跟隨狀態(tài)，大數(shù)據(jù)核心技術和生態(tài)系統(tǒng)的影響力整體較弱 [29]。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)關鍵技術創(chuàng)新離不開這些基礎性信息技術的突破發(fā)展。發(fā)達國家對關鍵技術進行封鎖，核心技術難以買到；我國采用的基礎技術裝備較多來自外購，自主研發(fā)難度大，因此需持續(xù)加大對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的基礎研發(fā)投入力度。

（四）專業(yè)人才隊伍規(guī)模有待壯大

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)高級專業(yè)人才缺乏。盡管已經(jīng)積累了大量的涉農(nóng)數(shù)據(jù)，但由于缺乏專業(yè)的數(shù)據(jù)處理、分析、挖掘人員，大量數(shù)據(jù)處于“沉睡”狀態(tài)，尚未實現(xiàn)更深層次的應用。大數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)跨界復合型人才缺乏，計算機人才不懂農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)人才不懂信息技術尤其是大數(shù)據(jù)技術，具備學科交叉專業(yè)知識的復合型人才稀缺。基層信息隊伍不足，缺少專業(yè)、定期的業(yè)務培訓，缺乏必要的經(jīng)費支撐；隊伍不穩(wěn)定，從事相關工作的人員在數(shù)量、素質(zhì)方面都未能滿足新時期信息化發(fā)展要求。

四、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施的發(fā)展目標與路線圖

（一）發(fā)展目標

立足國情、農(nóng)情和現(xiàn)實需要，推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施建設。農(nóng)業(yè)信息化基礎設施體系整體實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，城鄉(xiāng)網(wǎng)絡差距基本消減，形成萬物互聯(lián)、人機交互、“天空地海”一體化的網(wǎng)絡空間；農(nóng)業(yè)關鍵核心數(shù)字化技術實現(xiàn)重大突破，建成農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟體系；逐步建成全國性的數(shù)據(jù)共享交換網(wǎng)絡，實現(xiàn)一體化和標準化的數(shù)據(jù)共享；不斷深化和創(chuàng)新農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用，建成“天空地海” 一體化數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)；形成政府和市場共建共享的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地和產(chǎn)業(yè)應用生態(tài)圈，基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村治理體系和治理能力現(xiàn)代化。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與信息化基礎設施發(fā)展路線圖如圖 1 所示。

圖 1 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能與信息服務技術路線圖

1. 2025 年目標

農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化基礎設施體系建立健全，基礎數(shù)據(jù)資源體系基本建成。“天空地海”一體化觀測網(wǎng)絡、國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心基本建成，初步形成全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字資源全景圖，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源開放共享并有力支撐智慧農(nóng)業(yè)各場景應用。全國行政村開通寬帶實現(xiàn) 100% 覆蓋， 5G 創(chuàng)新應用落地，城鄉(xiāng)“數(shù)字鴻溝”明顯縮小。農(nóng)業(yè)信息應用終端的應用比例大幅提高，農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)普及率達到 70%，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用比例達到 25%，村級信息服務站覆蓋率達到 90%。鄉(xiāng)村信息服務和數(shù)字治理體系建立健全。

形成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準化技術和數(shù)據(jù)交換機制體制，建成全國一體化的數(shù)據(jù)共享交換網(wǎng)絡。強化標準規(guī)范體系建設，建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標準規(guī)范與安全保障體系，推動農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)管理智慧化、制度化。構建 “1+N”的數(shù)據(jù)共享模式，即建設 1 個農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)總中心，N 個分數(shù)據(jù)服務中心、N 個創(chuàng)新應用示范基地；打破農(nóng)業(yè)領域的行業(yè)數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)業(yè)務部門內(nèi)部、外部，橫向、縱向的數(shù)據(jù)共享，讓數(shù)據(jù)更好地為農(nóng)業(yè)相關主體服務。建設農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用示范基地，豐富農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務等方向的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用。

2. 2035 年目標

農(nóng)業(yè)信息化基礎設施體系整體實現(xiàn)國產(chǎn)化自主可控，鄉(xiāng)村 5G 深化普及，第六代移動通信（6G）網(wǎng)絡創(chuàng)新應用，城鄉(xiāng)網(wǎng)絡差距基本消減，有力支撐智慧農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展取得明顯成效。類腦計算、生物特征識別、數(shù)字孿生、仿真模擬等關鍵核心技術及產(chǎn)品取得突破并大量應用。信息終端在服務農(nóng)民進行生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、生活等方面發(fā)揮顯著作用。農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)普及率達到 85%，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用比例達到 35%，村級信息服務站實現(xiàn)全覆蓋。農(nóng)民數(shù)字化素養(yǎng)顯著提升，城鄉(xiāng)基本公共服務均等化基本實現(xiàn)。

農(nóng)業(yè)關鍵核心數(shù)字化技術實現(xiàn)重大突破，建成農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟體系。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)基本實現(xiàn)標準化和一體化共享。“天空地海”一體化數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建成，農(nóng)業(yè)全要素、全領域、全過程的數(shù)字化管理基本實現(xiàn)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村治理體系和治理能力現(xiàn)代化基本實現(xiàn)。大數(shù)據(jù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、市場、加工等全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)深度融合，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用不斷深化和創(chuàng)新，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新路徑、新業(yè)態(tài)、新模式豐富多樣。大數(shù)據(jù)應用產(chǎn)品不斷豐富，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)定制服務模式普及。

3. 2050 年目標

建成高速、移動、安全、泛在的新一代農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息網(wǎng)絡，形成萬物互聯(lián)、人機交互、“天空地海” 一體化的網(wǎng)絡空間，為躋身世界智慧農(nóng)業(yè)強國奠定重要基礎。農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)普及率達到 95%，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用比例達到 50%。農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息終端和農(nóng)業(yè)機器人支撐智慧農(nóng)業(yè)大規(guī)模深入應用。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、市場全鏈條全面實現(xiàn)數(shù)字化、智慧化管理。打造政府和市場共建共享的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地，吸引農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)聚集入駐，形成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)應用生態(tài)圈。

（二）重點任務與技術路線

1. 2025 年前

以數(shù)字化農(nóng)業(yè)農(nóng)村基礎設施工程為牽引，構建新一代農(nóng)業(yè)信息化基礎設施體系。綜合利用天基遙感、空基、地基及海洋平臺等多元感知體系構建全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息標準化監(jiān)測體系，統(tǒng)籌利用城鄉(xiāng)大數(shù)據(jù)中心等信息化基礎設施，搭建統(tǒng)一開放共享的國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心。加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村 5G 網(wǎng)絡、數(shù)字化基礎設施等農(nóng)業(yè)新基建部署，統(tǒng)籌推動 5G 建設向有條件的重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)業(yè)園區(qū)延伸覆蓋，開展 5G 網(wǎng)絡在鄉(xiāng)村試點布局和創(chuàng)新應用，大幅度縮小城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝。

在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術研發(fā)與應用方面，建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標準規(guī)范與安全保障體系，推動農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)管理智慧化、操作制度化；構建農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)采集指標、獲取方法、分析模型、發(fā)布制度等農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標準體系，整合匯聚涉農(nóng)部門數(shù)據(jù)，構建與新時期農(nóng)業(yè)發(fā)展相適應的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資源中心。實施數(shù)據(jù)驅動型農(nóng)業(yè)智能分析模型 / 工具研發(fā)專項，研制農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能分析處理專用工具，發(fā)展基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的深度學習模型、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)高性能算法，建成若干數(shù)據(jù)驅動型智能分析決策系統(tǒng)。

2. 2026—2035 年

著力攻克農(nóng)業(yè)先進傳感器、農(nóng)業(yè) AI 芯片、農(nóng)業(yè)高性能模型及算法等關鍵核心技術，突破人機交互、生物特征識別、類腦計算等難題，顯著提升農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)算力。研制具有自主知識產(chǎn)權的先進農(nóng)業(yè)信息化基礎設施體系，確保農(nóng)業(yè)信息化基礎設施網(wǎng)絡的信息安全。構建覆蓋全國全域的農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字資源全景圖，實現(xiàn)全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村資源數(shù)字化。實施 “5G+”農(nóng)業(yè)農(nóng)村應用示范工程，深化普及 5G 網(wǎng)絡的鄉(xiāng)村覆蓋，建立 5G 支撐的智慧農(nóng)業(yè)技術體系；研究布局 6G 網(wǎng)絡的鄉(xiāng)村試點和創(chuàng)新應用，促進城鄉(xiāng)網(wǎng)絡差距基本消減。加強信息終端和農(nóng)業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化應用，促進其發(fā)揮顯著作用。著力提升農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)普及率、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用比例，確保基本實現(xiàn)城鄉(xiāng)基本公共服務均等化、鄉(xiāng)村治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

建設“天空地海”一體化數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，推進農(nóng)業(yè)全要素、全領域、全過程的數(shù)字化管理。建設一體化的農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)據(jù)共享機制，推進數(shù)據(jù)開發(fā)共享，不斷深化和創(chuàng)新農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用。構建“1+N” 數(shù)據(jù)共享模式，發(fā)展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)共享交換及服務平臺，打破農(nóng)業(yè)領域的行業(yè)數(shù)據(jù)壁壘，徹底解決數(shù)據(jù)標準不一、各部門自建小數(shù)據(jù)中心導致的資源浪費現(xiàn)象。攻克數(shù)據(jù)智能計算、分析挖掘、深度學習、數(shù)據(jù)可視化等關鍵技術，將大數(shù)據(jù)等新一代信息技術與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)深度融合，培育農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新路徑、新業(yè)態(tài)、新模式。建設農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用示范基地，將大數(shù)據(jù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展深度融合，圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程管理、農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境管理、農(nóng)產(chǎn)品安全管理、農(nóng)產(chǎn)品交易流通、農(nóng)業(yè)市場和消費的監(jiān)測及預測、農(nóng)業(yè)創(chuàng)新服務等方面，豐富農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務等方向的大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應用。

3. 2036—2050 年

構建萬物互聯(lián)、人機交互、“天空地海”一體化的農(nóng)業(yè)農(nóng)村網(wǎng)絡空間，建設集衛(wèi)星通信、地面通信、海洋通信于一體的農(nóng)業(yè)農(nóng)村通信網(wǎng)絡，為我國躋身世界智慧農(nóng)業(yè)強國奠定重要基礎。突破農(nóng)業(yè)智能計算技術和算法，推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)算力達到世界領先水平。研制國產(chǎn)化替代的適農(nóng)場景的 AI 芯片，推動智能芯片在農(nóng)業(yè)農(nóng)村廣泛深入應用。建設高速、移動、安全、泛在的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化基礎設施，實現(xiàn)鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活區(qū)網(wǎng)絡無縫覆蓋。通過實施農(nóng)業(yè)農(nóng)村萬物互聯(lián)工程，打造人 – 機 – 物全連接的農(nóng)業(yè)通信數(shù)字世界，推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息智能終端在空間通信、智能交互、混合現(xiàn)實等場景的應用，支撐智慧農(nóng)業(yè)大規(guī)模深入應用。

推進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、市場全鏈條的數(shù)字化、智慧化管理。建設農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地，打造農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程管理、農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境管理、農(nóng)產(chǎn)品全鏈條安全管理、農(nóng)產(chǎn)品交易流通、農(nóng)產(chǎn)品市場監(jiān)測預測、農(nóng)業(yè)信息服務等，開發(fā)農(nóng)業(yè)智慧生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)災害監(jiān)測防控、農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈信息監(jiān)測預警、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等系列化的大數(shù)據(jù)應用產(chǎn)品。建設政府和市場共建共享的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地，通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地的運營，快速形成產(chǎn)業(yè)集群，完善農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

五、對策建議

（一）強化頂層設計和總體布局，謀劃農(nóng)業(yè)信息化基礎設施與大數(shù)據(jù)中長期發(fā)展的底盤性工作路徑

面向建設智慧農(nóng)業(yè)強國需求和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設主戰(zhàn)場，加強頂層設計，深入謀劃農(nóng)業(yè)信息化基礎設施與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)中長期發(fā)展的底盤性工作路徑；注重因地制宜、重點突破、分步推進。建議國家農(nóng)業(yè)主管部門牽頭，農(nóng)業(yè)科研院所、企業(yè)、運營商參與，成立國家級農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)聯(lián)盟，共同研究制定農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的頂層設計和實施規(guī)劃。研究農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準體系，從數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)治理、法律法規(guī)保障等方面進行系統(tǒng)設計和統(tǒng)籌，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用構建基本底盤。統(tǒng)籌城鄉(xiāng)數(shù)據(jù)中心等信息化基礎設施資源，統(tǒng)一規(guī)劃農(nóng)業(yè)新基建與城市網(wǎng)絡建設，打造城鄉(xiāng)一體化的信息化基礎設施。建立推動農(nóng)業(yè)信息化基礎設施更新?lián)Q代、健康發(fā)展的綜合性政策體系。

（二）加強技術攻關投入，突破農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)關鍵核心共性的“卡脖子”技術

建議加強農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)基礎研究，加強原創(chuàng)性、引領性科技攻關，實施農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)關鍵核心技術攻關工程，完善農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)科技力量的戰(zhàn)略布局。針對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)獲取、分析、應用等關鍵環(huán)節(jié)，重點開展大數(shù)據(jù)獲取、海量數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)清洗、分析挖掘、大數(shù)據(jù)可視化、大數(shù)據(jù)智能、大數(shù)據(jù)深度學習、虛擬現(xiàn)實等關鍵技術方向的研發(fā)，加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流通、市場全產(chǎn)業(yè)鏈的信息智能決策系統(tǒng)研發(fā)，形成國際先進的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術體系。加強原創(chuàng)性模型、先進算法的研發(fā)力度，構建農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)模型開發(fā)平臺，開展動植物生長模型、農(nóng)產(chǎn)品市場模型等關鍵性機理模型與分析預警模型研發(fā)，提升大數(shù)據(jù)支撐的農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測預警效能。推動形成農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用的市場化機制，引導市場主體開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)增值性、公益性技術創(chuàng)新與服務應用。

（三）強化體制機制協(xié)同創(chuàng)新，有效解決數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)服務等難點痛點問題

構建農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資源共建共享機制，推進政府主導、市場化等多類型機制，從數(shù)據(jù)確權、共享機制、法律法規(guī)保障等方面統(tǒng)籌規(guī)劃，解決涉農(nóng)管理部門之間數(shù)據(jù)壁壘嚴重、數(shù)據(jù)資源意識淡薄等迫切問題。在數(shù)據(jù)資源建設方面，注重農(nóng)業(yè)基礎性數(shù)據(jù)與日常數(shù)據(jù)的采集，出臺長期穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集配套補貼和平臺設施維護政策。構建參與各方的利益聯(lián)結機制，探索政府和社會主體合作建設農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的有效途徑；通過政府和社會資本合作（PPP）模式、服務外包等多種模式，引導社會資本積極參與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)建設。充分尊重農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)出主體、服務主體和應用主體的地位，加快推進農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)交易市場化機制。完善數(shù)據(jù)利益分配機制，建立數(shù)據(jù)產(chǎn)權確權、數(shù)據(jù)價值核算、數(shù)據(jù)交易體系和規(guī)范，有效調(diào)動各方積極性，提升市場化運作水平，推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)成果商品化。

（四）強化高水平人才隊伍建設，促進我國農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術走向世界前列

一是構筑農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)多層次人才體系，建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)共性技術研發(fā) – 關鍵技術突破 – 推廣應用于一體，老中青相結合、多專業(yè)人才協(xié)同的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)人才隊伍。二是加強高端人才培養(yǎng)，培育農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)專業(yè)型和復合型人才；搭建高水平人才培養(yǎng)選拔平臺，著重培育和支持農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)學科帶頭人和創(chuàng)新團隊建設；針對國際科學前沿和國家重大需求，鍛造人才團隊硬本領，提升重大核心技術的突破能力、戰(zhàn)略前沿的謀劃能力、產(chǎn)業(yè)實際問題的解決能力。三是加強基層信息員隊伍的大數(shù)據(jù)知識培訓，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術在農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理服務方面的作用。四是加強國際交流合作，建立人才跨界跨域靈活交流的合作機制；建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)人才智庫和“產(chǎn)學研”聯(lián)盟制度，鼓勵常態(tài)化的創(chuàng)新成果交流和人才交流機制，為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)創(chuàng)新與應用持續(xù)提供內(nèi)生驅動力。